[发明专利]一种内存诊断方法和装置

说明书

本发明提供一种内存诊断方法和装置，包括预先将内存区划分为可变内存区和不可变内存区，并进一步在可变内存区中划出第一区域作为第一栈区，划出第二区域作为第二栈区，两个栈区交替使用，即一个栈区在执行内存诊断时，另一个栈区作为系统正常运行时的堆栈区。对于不可变内存区，本发明计算不可变内存区中数据的实际校验码，将实际校验码与源校验码进行比较来实现对不可变内存区的诊断；对于可变内存区，如果当前待诊断的内存区是堆栈区，则在将堆栈区成功切换到另一栈区后，调用预设的内存诊断算法对当前待诊断的内存区进行诊断，否则，直接调用预设的内存诊断算法对当前待诊断的内存区进行诊断。本发明实现了对系统内的所有内存区的诊断测试。

技术领域

本发明涉及安全计算机系统技术领域，尤其涉及一种内存诊断方法和装置。

背景技术

安全关键系统是指对组成系统的软件、硬件安全性级别要求极高的系统，安全关键系统的运行直接关系着人员生命和财产的安全。

自诊断是指系统通过设置诊断功能对故障或失效事件进行自我检测并处理的技术，是提高系统安全性和可靠性的重要手段。

数据段是指用来存放程序中已初始化的全局变量的一块内存区域。数据段属于静态内存分配。

代码段是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。这部分区域的大小在程序运行前就已经确定，并且内存区域通常属于只读。

栈(stack)又称堆栈，由操作系统自动分配释放，用于存放函数的参数值、局部变量、返回值等数据的内存空间。由于栈的先进先出特点，栈被用来保存/恢复调用现场。

内存是计算机中重要的部件之一，计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，其对于计算机的性能、安全性有至关重要的影响。其中，不可变内存是指系统运行时，数据内容不可以修改的内存区域，如代码段。可变内存是指系统运行时，数据内容可以被动态修改的内存区域，如数据段、栈等。因此在安全关键系统中，对内存进行重点诊断必不可少。

目前存在的内存诊断方法包括通过硬件实现和通过软件实现两种技术手段。其中，采用硬件实现的内存诊断方法中，系统内建自测试(Built-in Self Test，BIST)技术是在芯片电路内部建立测试控制结构，通过硬件功能对计算机存储器进行全面的检测。虽然内建自测试技术可以简化测试步骤，但却增加了芯片的设计复杂度，且该方法大多为固定程序，只能检测存储器件本身读写能力，不能根据实际应用测试只读区域是否被修改。其分为离线和在线两种方式，通常离线测试比较多，需要系统停止运行，这限制了应用场景。总体上应用于嵌入式计算机技术领域，不适用于PC((personalcomputer，个人计算机)和服务器设备。因此随着计算机性能的不断提升，采用软件实现的内存诊断方法越来越受到广泛应用。

采用软件实现的内存诊断方法通常是在应用程序中插装检测诊断模块，在系统运行时，操作系统调用该检测诊断模块，通过预先设置的算法，如March-C、March-TB等，检测被测内存是否存在错误。

具体的，采用软件实现的内存诊断方法大致包括以下三种：

1、方法一，设计支持旁路模式的模块。在旁路模式下，根据预定的提取规则从即将输入内存的数据中提取第一数据，并通过预定位数的CRC(CyclicRedundancy Check，循环冗余校验码)校验算法对提取的第一数据进行计算，得到第一校验码；根据预定的提取规则从即将输出内存的数据中提取第二数据，并通过预定位数的CRC校验算法对提取的数据进行计算，得到第二校验码；将第一校验码和第二校验码进行对比，根据对比结果确定内存的工作情况。

方法一通过在旁路模式下对内存进行实时检测，避免了内存检测过程中对主干线上的数据处理造成的影响。然而方法一只能对物理性质的内存区进行诊断，对于代码区和配置数据这些一旦写入则不可修改的不可变内存区则无法诊断，即方法一不能实现对所有内存区的诊断测试，存在诊断盲区。